CN105518780A - 二氧化硅磨粒、二氧化硅磨粒的制造方法和磁盘用玻璃基板的制造方法 - Google Patents

二氧化硅磨粒、二氧化硅磨粒的制造方法和磁盘用玻璃基板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种二氧化硅磨粒，其不会对研磨对象物造成损伤，且不会降低研磨速度。对于所述二氧化硅磨粒，磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上。

Description

二氧化硅磨粒、二氧化硅磨粒的制造方法和磁盘用玻璃基板的制造方法
技术领域
本发明涉及二氧化硅磨粒、二氧化硅磨粒的制造方法和磁盘用玻璃基板的制造方法。
背景技术
目前，在个人计算机或DVD(DigitalVersatileDisc，数字式多功能盘)记录装置等中，内置有用于数据记录的硬盘装置(HDD：HardDiskDrive)。特别是在笔记本型个人计算机等以便携性为前提的设备中所用的硬盘装置中，使用在玻璃基板上设置有磁性层的磁盘，利用在磁盘的表面上略微悬浮的磁头将磁记录信息记录在磁性层中或者从磁性层中读取。作为该磁盘的基板，优选使用玻璃基板，其与金属基板(铝基板)等相比具有不易产生塑性变形的性质。
在硬盘装置中，为了增大存储容量，谋求磁记录的高密度化。例如使用使磁性层中的磁化方向相对于基板的面为垂直方向的垂直磁记录方式，进行磁记录信息区域的细微化。由此，能够增大1张盘基板中的存储容量。对于这样的盘基板而言，优选以磁性层的磁化方向相对于基板面朝向大致垂直方向的方式使基板表面尽可能平滑而使磁性颗粒的生长方向对齐于垂直方向。
此外，为了存储容量的进一步增大，还可以进行下述操作：使用搭载有DFH(DynamicFlyingHeight，动态飞行高度)机构的磁头，使其距磁记录面的悬浮距离极短，由此降低磁头的记录再现元件与磁盘的磁记录层之间的磁间距，从而进一步提高信息的记录再现的精度(提高S/N比)。这种情况下，为了长期稳定地进行基于磁头的磁记录信息的读写，要求磁盘的基板的表面凹凸尽可能小。
为了减小这样的磁盘用玻璃基板的表面凹凸，进行玻璃基板的研磨处理。存在下述方法：在用于使玻璃基板为最终制品的精密研磨中，使用含有二氧化硅(SiO2)等微细研磨磨粒的研磨剂(例如专利文献1)。对于二氧化硅，例如可以通过以水玻璃(硅酸碱的水溶液)为原料，降低水玻璃的pH，从而使溶解的硅酸缩聚，生成二氧化硅(专利文献2)。之后，在硅酸溶液中，通过使硅酸在二氧化硅颗粒的表面缩聚，生长至规定粒径，能够得到规定粒径的二氧化硅磨粒。
此外，还存在下述方法：通过原硅酸酯类的水解而生成硅酸，使硅酸缩聚，从而得到规定粒径的二氧化硅磨粒(溶胶凝胶法)。在原硅酸酯类的水解中使用氨等碱催化剂。原硅酸酯类可以利用蒸馏进行纯化，因此能够容易地得到高纯度的二氧化硅。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-36528号公报
专利文献2：日本特开2000-247625号公报
发明内容
发明要解决的课题
在以往的制法中，无法控制二氧化硅的聚合，未反应的硅烷醇基残留于二氧化硅磨粒的比例较低。具体地说，残留于二氧化硅磨粒内部的未反应的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.3以下。因此，得到了致密且坚硬的磨粒。
使用致密的磨粒进行研磨处理的情况下，磨粒的粒径较大时，研磨处理中施加过大压力时，磨粒有可能损伤研磨对象物。另一方面，为了防止损伤研磨对象物而减小磨粒的粒径时，磨粒与研磨对象物的接触面积降低，因此存在研磨速度下降的问题。此外，小粒径的二氧化硅磨粒的曲率半径小，也可以说尖锐，因此想要提高研磨负荷来提高研磨速度时，还存在产生微小划痕的问题。
因此，本发明目的在于提供一种二氧化硅磨粒、二氧化硅磨粒的制造方法和使用二氧化硅磨粒的磁盘用玻璃基板的制造方法，该二氧化硅磨粒不会对研磨对象物造成损伤，且不会降低研磨速度。
用于解决课题的手段
本发明的第一方式为一种磁盘用玻璃基板的制造方法，该制造方法具有研磨处理，所述研磨处理是向玻璃基板的主表面与研磨垫之间供给含有二氧化硅磨粒作为游离磨粒的研磨液从而对所述玻璃基板的主表面进行研磨。
对于所述二氧化硅磨粒，磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上。
本发明的第二方式为一种磁盘用玻璃基板的制造方法，该制造方法具有研磨处理，所述研磨处理是向玻璃基板的主表面与研磨垫之间供给含有二氧化硅磨粒作为游离磨粒的研磨液从而对所述玻璃基板的主表面进行研磨。
对于所述二氧化硅磨粒，
利用六甲基二硅氮烷将磨粒表面的硅烷醇基(Si-OH)三甲基硅烷基化后，利用核磁共振分光法(29Si-NMR)进行测量，与OH直接结合的Si的光谱强度与仅与O直接结合的Si的光谱强度之比(Si-OH)/Si为0.4以上。
优选含有所述二氧化硅磨粒作为游离磨粒的研磨液为碱性。
优选将所述研磨处理分为多个阶段进行，
使用含有所述二氧化硅磨粒作为游离磨粒的碱性研磨液，进行最终阶段的处理。
本发明的第三方式为一种二氧化硅磨粒。对于该二氧化硅磨粒，
磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上。
优选所述比值(Si-OH)/Si为0.4以上0.5以下。
本发明的第四方式为一种二氧化硅磨粒。对于该二氧化硅磨粒，
利用六甲基二硅氮烷将磨粒表面的硅烷醇基(Si-OH)三甲基硅烷基化后，利用核磁共振分光法(29Si-NMR)进行测量，与OH直接结合的Si的光谱强度与仅与O直接结合的Si的光谱强度之比(Si-OH)/Si为0.4以上。
优选所述比值(Si-OH)/Si为0.4以上0.5以下。
本发明的第五方式为上述二氧化硅磨粒的制造方法。该制造方法包括：
使硅酸缩聚来生成二氧化硅的一次颗粒的处理、和
通过使所述一次颗粒彼此凝集来生成二氧化硅的融合颗粒的处理。
优选通过使所述一次颗粒表面的硅烷醇基彼此缩聚来生成所述融合颗粒。
优选在生成所述一次颗粒的处理中，通过在降低硅酸的水溶液的pH的同时进行加热，来促进硅酸的缩聚而生成含有所述一次颗粒的水溶液，
在生成所述融合颗粒的处理中，通过与生成所述一次颗粒的处理相比而降低含有所述一次颗粒的水溶液的pH，并且与生成所述一次颗粒的处理相比而提高含有所述一次颗粒的水溶液的温度，来促进所述融合颗粒的生成。
优选通过向所述硅酸的水溶液中添加阳离子交换树脂，来降低pH。优选所述阳离子交换树脂为质子型离子交换树脂。
优选在生成所述一次颗粒的处理中，在将硅酸的水溶液的pH降低至9以下的同时加热至90℃以上，
在生成所述融合颗粒的处理中，在将硅酸的水溶液的pH降低至8.6以下的同时加热至120℃以上。
优选通过向所述硅酸的水溶液中添加阳离子交换树脂，来降低pH。所述阳离子交换树脂优选为质子型离子交换树脂。
发明效果
根据本发明，二氧化硅磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上，因此与以往相比，能够得到软质的二氧化硅磨粒。通过使用该磨粒，不会对研磨对象物造成损伤，且能够不降低研磨速度地进行研磨处理。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式的二氧化硅磨粒详细地进行说明。
通常二氧化硅磨粒通过利用硅酸的硅烷醇基彼此的缩聚使二氧化硅颗粒生长至期望的粒径来进行制造，但该磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.3以下。
与此相对，对于本发明的实施方式的二氧化硅磨粒，磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上。与以往的二氧化硅磨粒相比，这样的二氧化硅磨粒为软质，并具有适度的坚固性，因此即使为了维持研磨速度而增大粒径，也不易损伤研磨对象物。
需要说明的是，二氧化硅磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si例如能够如下进行测量。
利用六甲基二硅氮烷将二氧化硅磨粒表面的硅烷醇基三甲基硅烷基化，蒸发溶剂使磨粒干燥，之后利用核磁共振分光法(29Si-NMR)，对与OH直接结合的Si的光谱强度与仅与O直接结合的Si的光谱强度之比进行测定，由此能够求出(Si-OH)/Si的比值。
以下，对于本发明的实施方式的二氧化硅磨粒的制造方法进行说明。
(1)二氧化硅原料
作为二氧化硅原料，使用金属杂质含量较少的二氧化硅。这是因为，这样的杂质残留于二氧化硅磨粒时，金属离子溶解在使用二氧化硅磨粒的研磨液中，有可能在研磨对象物中形成缺陷。此处，金属杂质为例如Al、Ca、B、Ba、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Sr、Ti、Zn、Zr、U、Th等。金属杂质含量较少是指这些金属的含量小于5ppm。
作为这样的金属杂质含量较少的二氧化硅，可以使用例如热解法二氧化硅(fumedsilica)。
需要说明的是，可以使用通过使水玻璃(硅酸钠水溶液)通过阳离子交换树脂而除去金属离子后的硅酸水溶液。
(2)强碱
强碱用于调整硅酸盐水溶液，使溶液的pH维持碱性。作为这样的强碱，可以使用例如有机强碱、无机强碱。作为有机强碱的具体例，可以使用四甲基氢氧化铵等四烷基氢氧化铵。作为无机强碱，可以使用例如氢氧化钠、氢氧化钾。
接着，对于使用上述原材料制造二氧化硅磨粒的方法进行说明。
(3)硅酸水溶液的制作
硅酸水溶液通过将上述二氧化硅原料和强碱溶解于水(例如纯水、反渗透膜过滤水(RO水))来获得。硅酸水溶液的pH被调节成11～14。
具体地说，通过将上述二氧化硅原料、强碱和水的混合液例如在高压釜中一边加热至120℃一边搅拌48小时，由此能够得到无色透明的硅酸水溶液。
(4)基于二氧化硅颗粒的缩聚的一次颗粒的生成
接着，根据需要对上述硅酸水溶液进行稀释后，使硅酸水溶液的pH降低至规定的设定值。该设定值例如为9以下、优选为8～9、更优选为8.5～8.8的值。此处，为了降低硅酸水溶液的pH，可以使用例如质子型阳离子交换树脂。这种情况下，硅酸水溶液的pH到达设定值后，利用过滤除去质子型阳离子交换树脂。
通过使用质子型阳离子交换树脂，中和时无需使用无机酸。因此，无需除去无机酸的阴离子，能够降低酸废水的处理成本。
接着，对于降低了pH的硅酸水溶液，进行第一阶段的加热处理。例如一边将硅酸水溶液加热至90℃以上、优选加热至90～95℃，一边搅拌8～16小时。作为加热装置，可以使用例如油浴、高压釜。在第一阶段的加热处理期间，在硅酸水溶液中，促进二氧化硅的硅烷醇基彼此的缩聚，生成二氧化硅的一次颗粒。
需要说明的是，在第一阶段的加热处理之前，在室温下缓慢搅拌硅酸水溶液18～48小时，之后通过使硅酸水溶液通过膜过滤器，由此可以除去导致粗大颗粒的规定粒径以上的物质。
此外，也可以利用溶胶凝胶法生成二氧化硅的一次颗粒。可以通过例如使原硅酸乙酯在酸性或碱性的条件下水解、缩聚，由此生成二氧化硅原料。
(5)基于一次颗粒的融合生长的融合颗粒的生成
接着，对于含有二氧化硅的一次颗粒的溶液，进行第二阶段的加热处理。此处，与第一阶段的加热处理相比，第二阶段的加热处理设定为使反应速度提高的条件。
例如使含有二氧化硅的一次颗粒的溶液的pH降低至低于生成一次颗粒的处理时的设定值、例如降低至pH8.6。此处，为了降低含有二氧化硅的一次颗粒的溶液的pH，可以使用例如质子型阳离子交换树脂。这种情况下，含有二氧化硅的一次颗粒的溶液的pH到达设定值后，利用过滤除去质子型阳离子交换树脂。
此外，加热至高于第一阶段的加热处理的温度，优选加热至120℃以上。作为第二阶段的加热处理中所用的加热装置，可以使用例如高压釜。
此外，可以以高于第一阶段的加热处理的压力进行第二阶段的加热处理。例如在大气压(约0.1MPa)的环境下进行第一阶段的加热处理，则可以在利用高压釜进行加压(例如约0.25MPa)的环境下进行第二阶段的加热处理。
此外，可以以长于第一阶段的加热处理的时间进行第二阶段的加热处理。例如搅拌12～48小时下进行第二阶段的加热处理。
如此，通过以与第一阶段的加热处理相比使反应速度提高的条件进行第二阶段的加热处理，与来自一次颗粒的二氧化硅的水解相比，能够促进一次颗粒彼此的表面的硅烷醇基彼此的缩聚。由此，一次颗粒融合，生成融合颗粒。
之后，根据需要通过例如利用蒸发器使水蒸发由此使含有融合颗粒的溶液浓缩。
如上所述，得到含有规定粒径的融合颗粒的胶态二氧化硅。在如此得到的融合颗粒中，一次颗粒彼此仅通过一次颗粒表面的硅烷醇基的一部分进行结合，因此，在融合颗粒的内部残留有未用于硅彼此的结合的硅烷醇基。因此，能够使融合颗粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上。
与利用以往的制法制造的二氧化硅磨粒相比，这样的二氧化硅的融合颗粒为软质。因此，通过使用该融合颗粒作为磨粒，不会对研磨对象物造成损伤，且能够不降低研磨速度地进行研磨处理。
此外，通过使一次颗粒凝集生成融合颗粒，能够生成任意粒径的二氧化硅磨粒。需要说明的是，在上述实施方式中，对于通过使一次颗粒表面的硅烷醇基彼此缩聚来生成融合颗粒的情况进行了说明，但本发明不限于此，可以以任意方法使一次颗粒彼此凝集来生成融合颗粒。
此外，通过添加阳离子交换树脂来降低硅酸的水溶液的pH，由此中和时无需使用无机酸，无需除去无机酸的阴离子，能够降低酸废水的处理成本。
接着，对于本发明的实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法详细地进行说明。
(磁盘用玻璃基板)
首先，对于磁盘用玻璃基板进行说明。磁盘用玻璃基板为圆板形状，为挖空出与外周同心的圆形中心孔后的环状。通过在磁盘用玻璃基板两面的圆环状区域形成磁性层(记录区域)，由此形成磁盘。
磁盘用玻璃坯料(以下，简称为玻璃坯料)为利用压制成型制作的圆形状的玻璃板，中心孔为挖空前的形态。作为玻璃坯料的材料，可以使用铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃等。特别是能够实施化学强化，且能够制作在主表面的平面度和基板的强度方面优异的磁盘用玻璃基板，在该点上，可以优选使用非晶铝硅酸盐玻璃。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
接着，对于磁盘用玻璃基板的制造方法进行说明。首先，利用压制成型制作玻璃坯料，所述玻璃坯料成为具有一对主表面的板状的磁盘用玻璃基板的材料。接着，在制作的玻璃坯料的中心部分开孔，制作环形状(圆环状)的玻璃基板。接着，对于开有孔的玻璃基板进行形状加工。由此，生成玻璃基板。接着，对于经形状加工的玻璃基板，进行端面研磨。在进行了端面研磨的玻璃基板上，进行基于固定磨粒的磨削。接着，在玻璃基板的主表面上，进行第1研磨。接着，对于玻璃基板进行化学强化。接着，对于经化学强化的玻璃基板，进行第2研磨。经过以上处理，得到磁盘用玻璃基板。以下，对于各处理进行详细地说明。
(a)压制成型处理
将切断熔融玻璃流的前端部的熔融玻璃的块夹入一对模具的压制成型面之间，进行压制形成玻璃坯料。进行规定时间压制后，打开模具，取出玻璃坯料。
(b)圆孔形成处理
对于玻璃坯料，通过使用空心钻等形成圆孔，能够得到开有圆形状的中央孔的玻璃基板。
(c)形状加工处理
在形状加工处理中，进行对于圆孔形成后的玻璃基板的端部的倒角加工。
(d)端面研磨处理
在端面研磨处理中，对于玻璃基板的内侧端面和外周侧端面，利用研磨刷进行镜面精加工。此时，使用含有氧化铈等微颗粒作为游离磨粒的磨粒浆料。
(e)磨削处理
在基于固定磨粒的磨削处理中，使用具备行星齿轮机构的双面磨削装置，对玻璃基板的主表面进行磨削加工。具体地说，将由玻璃坯料生成的玻璃基板的外周侧端面保持在设置于双面磨削装置的保持部件的保持孔内，同时进行玻璃基板的两侧的主表面的磨削。双面磨削装置具有上下一对定盘(上定盘和下定盘)，在上定盘和下定盘之间夹持玻璃基板。并且使上定盘或下定盘的任一者或两者移动操作，从而使玻璃基板与各定盘相对移动，由此能够磨削玻璃基板的两主表面。
(f)第1研磨处理
第1研磨目的在于除去例如进行基于固定磨粒的磨削时残留于主表面的划痕、变形，或者调整微小的表面凹凸(微波纹、粗糙度)。
在第1研磨处理中，使用具备与双面磨削装置同样构成的双面研磨装置，一边将含有游离磨粒的研磨浆料提供于双面研磨装置，一边研磨玻璃基板。作为游离磨粒，例如可以使用氧化铈磨粒或氧化锆磨粒等(颗粒尺寸：直径1～2μm左右)。双面研磨装置也与双面磨削装置同样地，在上下一对定盘之间夹持玻璃基板。在下定盘的上表面和上定盘的底面安装圆环形状的平板研磨垫(例如树脂抛光材料)作为整体。一边将研磨液供给于玻璃基板的主表面与研磨垫之间，一边使上定盘或下定盘的任一者或两者移动，由此玻璃基板与研磨垫相对移动，研磨玻璃基板的两主表面。
(g)化学强化处理
在化学强化处理中，通过将玻璃基板浸渍于化学强化液中，对玻璃基板进行化学强化。作为化学强化液，可以使用例如硝酸钾与硝酸钠的混合熔融液等。需要说明的是，也可以不实施化学强化处理。
(h)第2研磨(最终研磨)处理
第2研磨处理目的在于主表面的镜面研磨。在第2研磨中，也使用具有与第1研磨中所用的双面研磨装置同样的构成的双面研磨装置。在第2研磨处理中，为了使主表面为极低的粗糙度，优选使用含有平均粒径为5～50nm的胶态二氧化硅作为游离磨粒的研磨液，进行研磨处理。此处，平均粒径(d50)表示基于使用激光衍射/散射法的体积分布进行测定的中值粒径。研磨液的pH可以为从酸性到碱性的各种值，以酸性进行研磨时，容易得到较高的研磨速率。基于第2研磨的加工余量例如为0.1～5μm左右。从兼具研磨速率和防止划痕的观点出发，研磨负荷优选为50～200g/cm2的范围内。第2研磨处理与第1研磨处理不同的方面在于，游离磨粒的种类和颗粒尺寸不同；树脂抛光材料的硬度不同。
此外，可以将第2研磨处理进一步分为两个阶段以上来实施。这种情况下，优选使研磨液的pH在各阶段变化来实施。具体地说，优选例如第一阶段在酸性条件下进行二氧化硅研磨，第二阶段(最终阶段)在碱性条件下进行二氧化硅研磨。
在酸性条件下进行研磨时，研磨中发挥浸出作用，即玻璃基板中所含有的碱性离子溶出。由此，提高研磨速度，另一方面，脆的浸出层生成至深处，由于研磨处理后的碱清洗处理中的碱性蚀刻作用，表面粗糙度存在易劣化的趋势。
因此，通过进行最初基于酸性条件下、最后基于碱性条件下的多阶段的二氧化硅研磨，能够抑制碱清洗处理前生成脆的浸出层，因此可在维持极高的表面洁净度的状态下，进一步减小表面粗糙度。
为了抑制浸出层的生成，以碱性进行第二阶段(最终阶段)的二氧化硅研磨时的pH优选为10以上。此外，为了抑制由于蚀刻导致的研磨中的粗糙度升高，pH优选为13以下。
在本实施方式中，在双面研磨装置的研磨垫与玻璃基板的主表面之间供给含有利用上述制造方法制造的胶态二氧化硅(粒径5～50nm左右)作为游离磨粒的研磨液，研磨玻璃基板的主表面。使用中性清洗剂、纯水、异丙醇等对经研磨的玻璃基板进行清洗，由此得到磁盘用玻璃基板。
通过实施第2研磨处理，能够使主表面的粗糙度(Ra)为0.25nm以下且能够使主表面的微波纹为0.1nm以下。主表面的粗糙度(Ra)更优选为0.2nm以下，进一步优选为0.15nm以下，更进一步优选为0.10nm以下。
之后，对于实施第2研磨的玻璃基板，使用碱性的清洗液等进行清洗，形成磁盘用玻璃基板。
以上，对于本发明的二氧化硅磨粒的制造方法和磁盘用玻璃基板的制造方法详细地进行了说明，但本发明不限于上述实施方式和实施例，显然在不脱离本发明主旨的范围，可以进行各种改良、变更。
例如在上述实施方式中，在第2研磨处理中，使用二氧化硅磨粒，但本发明不限于此，可以在第1研磨处理中，使用二氧化硅磨粒。
以下，对于本发明的实施例和比较例进行说明。
[实施例1]
[硅酸水溶液的制作]
将热解法二氧化硅100g、四甲基氢氧化铵(TMAH)5水合物302g、反渗透膜过滤水(RO水)598g混合，采用高压釜将该混合液加热至120℃，同时搅拌48小时，由此制作无色透明的硅酸水溶液。
用RO水将上述硅酸水溶液稀释至10倍，一边监测pH，一边添加质子型阳离子交换树脂，在pH到达8.8的时刻，利用过滤除去质子型阳离子交换树脂。之后，在室温将所得到的硅酸水溶液缓慢搅拌24小时，之后通过使硅酸水溶液通过膜过滤器，来除去导致粗大颗粒的规定粒径以上的物质。
[胶态二氧化硅的制作]
(一次颗粒的生成)
接着，将除去了质子型阳离子交换树脂的硅酸水溶液加入茄形烧瓶中，采用油浴加热至93℃，同时搅拌16小时，得到含有二氧化硅的一次颗粒的胶态二氧化硅。利用动态光散射法测量一次颗粒的粒径，结果平均粒径为8.4nm、标准偏差为2.7nm。
(融合颗粒的生成)
接着，在含有二氧化硅的一次颗粒的胶态二氧化硅中添加质子型阳离子交换树脂，使pH降至8.6，利用过滤除去质子型阳离子交换树脂。之后，用高压釜将含有一次颗粒的胶态二氧化硅加热至120℃，同时搅拌12小时，得到含有二氧化硅的融合颗粒的胶态二氧化硅。
利用动态光散射法测量融合颗粒的粒径，结果平均粒径为10.4nm、标准偏差为3.4nm。
用六甲基乙硅烷对该胶态二氧化硅进行处理，使融合颗粒表面的硅烷醇基进行三甲基硅烷基化后，蒸发溶剂使磨粒干燥。之后，利用核磁共振分光法测定29Si的光谱的强度比，结果(Si-OH)/Si的摩尔比为0.406。
[实施例2]
使融合颗粒的生成中的高压釜的加热温度为150℃，除此之外，与实施例1同样地进行，得到胶态二氧化硅。
利用动态光散射法测量融合颗粒的粒径，结果平均粒径为14.8nm、标准偏差为4.2nm。
用六甲基乙硅烷对该胶态二氧化硅进行处理，使融合颗粒表面的硅烷醇基进行三甲基硅烷基化后，蒸发溶剂使磨粒干燥。之后，利用核磁共振分光法测定29Si的光谱的强度比，结果(Si-OH)/Si的摩尔比为0.463。
[实施例3]
以融合颗粒的生成前，SiO2达到2.5重量％的方式，用蒸发器进行浓缩，除此之外，与实施例1同样地进行，得到胶态二氧化硅。
利用动态光散射法测量融合颗粒的粒径，结果平均粒径为21.2nm、标准偏差为5.6nm。
用六甲基乙硅烷对该胶态二氧化硅进行处理，使融合颗粒表面的硅烷醇基进行三甲基硅烷基化后，蒸发溶剂使磨粒干燥。之后，利用核磁共振分光法测定29Si的光谱的强度比，结果(Si-OH)/Si的摩尔比为0.502。
[实施例4]
将原硅酸乙酯100g、三乙氧基硅烷90g，并溶解于乙醇200g中。将该混合液在室温下快速投入至25重量％的氨水溶液25g、RO水500g、乙醇100g的混合液中，在室温下搅拌20小时，由此得到含有二氧化硅的一次颗粒的溶液。
接着，用蒸发器将含有二氧化硅的一次颗粒的溶液浓缩至总量为200g，在得到的浓缩液中添加纯水600g，采用高压釜加热至120℃，同时搅拌12小时，得到含有二氧化硅的融合颗粒的胶态二氧化硅。
利用动态光散射法测量融合颗粒的粒径，结果平均粒径为18.0nm、标准偏差为3.1nm。
用六甲基乙硅烷对该胶态二氧化硅进行处理，使融合颗粒表面的硅烷醇基进行三甲基硅烷基化后，蒸发溶剂使磨粒干燥。之后，利用核磁共振分光法测定29Si的光谱的强度比，结果(Si-OH)/Si的摩尔比为0.461。
<比较例1>
在与实施例同样地制作的硅酸水溶液中添加阳离子交换树脂，使pH降至8.4，加热至120℃，同时搅拌12小时，由此得到胶态二氧化硅。利用动态光散射法测量二氧化硅颗粒的粒径，结果平均粒径为17.8nm、标准偏差为2.7nm。
用六甲基乙硅烷对该胶态二氧化硅进行处理，使二氧化硅颗粒表面的硅烷醇基进行三甲基硅烷基化后，蒸发溶剂使磨粒干燥。之后，利用核磁共振分光法测定29Si的光谱的强度比，结果(Si-OH)/Si的摩尔比为0.203。
<比较例2>
获得以水玻璃为原料，用离子交换法制造的市售胶态二氧化硅(平均粒径：20nm)。用六甲基乙硅烷处理该胶态二氧化硅，使二氧化硅颗粒表面的硅烷醇基进行三甲基硅烷基化后，蒸发溶剂使磨粒干燥。之后，利用核磁共振分光法测定29Si的光谱的强度比，结果(Si-OH)/Si的摩尔比为0.285。
使用上述磁盘用玻璃基板的制造方法，准备用于进行第2研磨的玻璃基板。第1研磨处理使用含有氧化铈磨粒作为游离磨粒的研磨液进行，之后准备进行了化学强化处理的玻璃基板。此处，使用AFM测定主表面的表面粗糙度Ra，结果为0.5nm。
接着，使用含有上述实施例1～4、比较例1～2的胶态二氧化硅的研磨液，在pH3的酸性条件下进行玻璃基板的第2研磨处理。向玻璃基板的主表面与聚氨酯制的研磨垫之间供给含有实施例或比较例的胶态二氧化硅的研磨液，同时通过使研磨垫相对于玻璃基板的主表面相对移动，由此对玻璃基板的主表面进行研磨。研磨加工余量以板厚换算为3μm。需要说明的是，研磨液循环使用。研磨垫为发泡聚氨酯的绒面革类型，使用AskerC硬度为70的研磨垫。研磨负荷为100g/cm2。
最后，使用碱性的清洗液进行清洗，并进行干燥，得到磁盘用玻璃基板。
<加工速率>
利用研磨处理前后的玻璃基板的重量变化，评价加工速率。
<表面粗糙度>
利用原子力显微镜(AFM)扫描研磨处理后的玻璃基板的主表面，求出算术平均粗糙度Ra(JISB0601：2001)。AFM的测定范围为1μm见方，以256×256的分辨率进行测定。
<划痕>
使用激光式的表面缺陷检查装置和SEM、AFM，对形成于清洗处理后的玻璃基板的主表面的、最大谷深Rv(JISB0601：2001)50nm以上的划痕的数量进行检测、测量。此处，划痕是指用SEM、AFM进行分析时具有凹陷，如划伤、孔那样的可观察到的缺陷。
从每1个面的划痕的数量少的玻璃基板依次以水平1～3进行评价。若为水平2以下，则可耐实用。水平划分的基准如下。
水平1：划痕的数量为1个以下
水平2：划痕的数量为2个以上3个以下
水平3：划痕的数量为4个以上
将结果列于表1。
[表1]
在(Si-OH)/Si为0.4以上的实施例1～4中，与(Si-OH)/Si小于0.4的比较例1～2相比，维持同等以上的加工速率，同时与比较例相比，能够降低表面粗糙度，且与比较例1～2相比，能够减少划痕。此外，从划痕的观点出发，通过使(Si-OH)/Si为0.5以下，能够得到更好的结果。
接着，在实施例5～8和比较例3～4中，分为两个阶段实施第2研磨处理。
在第1阶段的研磨处理中，在pH3的酸性条件下对玻璃基板的主表面进行研磨。对于研磨磨粒的种类，在实施例5、6和比较例3中，使用与比较例1相同的研磨磨粒，在实施例7、8和比较例4中，使用与实施例1相同的研磨磨粒。
研磨加工余量以板厚换算为3μm。研磨液循环使用。研磨垫为发泡聚氨酯的绒面革类型，使用AskerC硬度为70的研磨垫。研磨负荷为100g/cm2。
在第2阶段的研磨处理中，在pH11.5的碱性条件下对玻璃基板的主表面进行研磨。对于研磨磨粒的种类，在实施例5、7中，使用与实施例1相同的研磨磨粒，在实施例6、8中，使用与实施例4相同的研磨磨粒，在比较例3、4中，使用与比较例1相同的研磨磨粒。
研磨加工余量以板厚换算为1μm。研磨液循环使用。研磨垫为发泡聚氨酯的绒面革类型，使用AskerC硬度为70的研磨垫。研磨负荷为100g/cm2。
最后，使用碱性的清洗液进行清洗并进行干燥，得到磁盘用玻璃基板。
对于得到的玻璃基板，与上述同样地对表面粗糙度和划痕进行评价。将结果列于表2。
[表2]
使用含有实施例的二氧化硅磨粒的碱性研磨液，进行第二研磨的第二阶段处理时，没有增加划痕，进一步能够成为低粗糙度。
将含有实施例的二氧化硅磨粒的研磨液用于第1阶段的酸性研磨处理和第2阶段的碱性研磨处理两者时，没有增加划痕，且进一步能够成为低粗糙度。
将比较例的二氧化硅磨粒用于第二阶段处理时，无论前阶段的处理中所用的研磨磨粒的种类，都不能改善划痕特性。此外，也几乎不能降低表面粗糙度。

Claims (13)

1.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，该制造方法具有研磨处理，所述研磨处理是向玻璃基板的主表面与研磨垫之间供给含有二氧化硅磨粒作为游离磨粒的研磨液从而对所述玻璃基板的主表面进行研磨，其中，
对于所述二氧化硅磨粒，磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上。
2.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，该制造方法具有研磨处理，所述研磨处理是向玻璃基板的主表面与研磨垫之间供给含有二氧化硅磨粒作为游离磨粒的研磨液从而对所述玻璃基板的主表面进行研磨，其中，
对于所述二氧化硅磨粒，
利用六甲基二硅氮烷将磨粒表面的硅烷醇基(Si-OH)三甲基硅烷基化后，利用核磁共振分光法29Si-NMR进行测量，与OH直接结合的Si的光谱强度与仅与O直接结合的Si的光谱强度之比(Si-OH)/Si为0.4以上。
3.如权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其中，含有所述二氧化硅磨粒作为游离磨粒的研磨液为碱性。
4.如权利要求1～3中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其中，将所述研磨处理分为多个阶段进行，使用含有所述二氧化硅磨粒作为游离磨粒的碱性的研磨液，进行最终阶段的处理。
5.一种二氧化硅磨粒，其中，磨粒内部的硅烷醇基(Si-OH)相对于磨粒整体的硅元素(Si)的比值(Si-OH)/Si为0.4以上。
6.一种二氧化硅磨粒，其中，
利用六甲基二硅氮烷将磨粒表面的硅烷醇基(Si-OH)三甲基硅烷基化后，利用核磁共振分光法29Si-NMR进行测量，与OH直接结合的Si的光谱强度与仅与O直接结合的Si的光谱强度之比(Si-OH)/Si为0.4以上。
7.如权利要求5或6所述的二氧化硅磨粒，其中，所述比值(Si-OH)/Si为0.4以上0.5以下。
8.一种二氧化硅磨粒的制造方法，其为权利要求5～7中任一项所述的二氧化硅磨粒的制造方法，其包括：
使硅酸缩聚来生成二氧化硅的一次颗粒的处理、和
通过使所述一次颗粒彼此融合生长来生成二氧化硅的融合颗粒的处理。
9.如权利要求8所述的二氧化硅磨粒的制造方法，其中，通过使所述一次颗粒表面的硅烷醇基彼此缩聚来生成所述融合颗粒。
10.如权利要求8或9所述的二氧化硅磨粒的制造方法，其中，
在生成所述一次颗粒的处理中，通过在降低硅酸的水溶液的pH的同时进行加热，来促进硅酸的缩聚而生成含有所述一次颗粒的水溶液，
在生成所述融合颗粒的处理中，通过与生成所述一次颗粒的处理相比而降低含有所述一次颗粒的水溶液的pH，并且与生成所述一次颗粒的处理相比而提高含有所述一次颗粒的水溶液的温度，来促进所述融合颗粒的生成。
11.如权利要求10所述的二氧化硅磨粒的制造方法，其中，
在生成所述一次颗粒的处理中，在将硅酸的水溶液的pH降低至9以下的同时加热至90℃以上；
在生成所述融合颗粒的处理中，在将硅酸的水溶液的pH降低至8.6以下的同时加热至120℃以上。
12.如权利要求10或11所述的二氧化硅磨粒的制造方法，其中，
通过向所述硅酸的水溶液中添加阳离子交换树脂，来降低pH。
13.如权利要求12所述的二氧化硅磨粒的制造方法，其中，所述阳离子交换树脂为质子型阳离子交换树脂。
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